CS215727B1 - Přeladitelný krystalový oscilátor s bipolárním tranzistorem - Google Patents

Abstract

Vynálezse týká přeleditelného krystalového oscilátoru s hipolárním tranzistorem pro budiče vysílačů, budiče směSovačů ve speciálních přijímačích, kde je zapotřebí přelaďovat frekvenci plynule nebo po skocích odpovídajících frekvenčnímu odstupu kanálů ve vícekanálových zařízeních. Účelem zařízení dle vynálezu je odstranit nevýhody dosavadních zařízení, tj. relativní přeladění nejvýěe -2.10“^ jmenovité frekvence, a to, že dosavadní zařízení generuji signál pouze na základní frekvenci. Podstata vynáleiu spočívá v tom, že bipolární tranzistor je zapojen jako zesilovač se společnou bází a frekvenčně nezávislou zpětnou vazbou z kolektoru na emitor, přičemž báze je blokována jen pro frekvenci určenou sériovou kombinací krystalu, indukčnosti a kapacity; aspoň jeden z posledních dvou prvků je laditelný. V kolektoru je zapojen paralelní rezonanční obvod, naladěný přibližně na základní nebo zvolenou lichou harmonickou frekvenci krystalu. Zapojení podle vynálezu dosahuje relativní přeladění řádu -10 a umožňuje generovat přímo některou lichou harmonickou frekvenci krystalu až do frekvence 100 MHz se zachováním velikosti relativního přeladění. Přelaďování se můSe dít proměnným stejnosměrným napětím z jiného místa řazení.

Description

Vynález se týká přeladitelného krystalového oscilátoru s bipolérním tranzistorem pro budiče vysílačů, budiče směšovačů ve speciálních přijímačích.

Pro konstrukci přeladitelných prystalových oscilátorů se zpravidla využívá snížení sériová rezonanční frekvence piezoelektrického krystalu zapojením sériové kombinace indukčnosti L a kapacity C, přičemž jeden z těchto prvků je proměnný, do eérie a tímto krystalem. Jako aktivního prvku se zpravidla užívá tranzistoru, nejčastěji bipolárního, pro jeho obecně známé přednosti. Dosud známé přeladitelné krystalové oscilátory s bipolérním tranzistorem užívají buď zapojení se společným kolektorem, přičemž krystal s přelaďovacím členem LC je zapojen mezi bází a nulovým potenciálem a signál se odebírá z emitoru, nebo užívají zapojení se společným emitorem, přičemž krystal s přelaďovacím členem LC je zapojen mezi kolektorem a bází a signál ce odebírá z kolektoru. Hlavní nevýhodou vSech přeladitelných krystalových oscilátorů dosud známých je to, že se u nich d.osahuje relativního přeladění nejvýše -2.10”3 jmenovité frekvence, takže při potřebě přeladění v širším pásmu je nutno požadované pásmo rozdělit na několik podpésem a pro každé toto podpásmo použít zvláštní krystal nebo obvod β krystalem a dalšími prvky nebo zvláštní oscilátor a tyto krystaly nebo obvody nebo oscilátory přepínat. Kromě zvýšení složitosti, a tím i objemu, hmotnosti a ceny je pak další nevýhodou i samostatná stupnice pro každé podpásmo, což komplikuje obsluhu. Další nevýhodou všech přeladitelných krystalových oscilátorů dosud známých je to, že generují signál na základní frekvenci krystalu, takže pokud je žádán signál o frekvenci vyšší než je nejvyšší technicky dosažitelná základní frekvence krystalu, je nutno přeladitelný krystalový oscilátor doplnit násobičem kmitočtu, zpravidla vícestupňovým, čímž se zhoršuje řada parametrů zařízení.

Nevýhody dosud užívaných přeladitelných krystalových oscilátorů pomáhá odstranit zařízení podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že bipolérní tranzistor je zapojen jako zesilovač se společnou bází a frekvenčně nezávislou nebo málo závislou zpětnou vazbou z kolektoru do emitoru, přičemž báze je blokována jen pro frekvenci určenou sériovou kombinací krystalu, indukčnosti L a kapacity C. V kolektoru bipolárního tranzistoru je zapojen paralelní rezonanční obvod β nižším činitelem jakosti Q naladěný přibližně na základní frekvenci krystalu, nebo - pokud je krystal schopen kmitat na lichých harmonických své základní frekvence - na požadovanou lichou harmonickou frekvenci krystalu. Oscilátor se přelaďuje změnou indukčnosti L nebo kapacity C zapojených v sérii s krystalem. Signál je možno odebírat některým ze známých způsobů, nejlépe z kolektorového obvodu.

Hlavní výhodou zařízení podle vynálezu je relativní přeladění řádu -ÍO^-2, tedy nejméně pětkrát větěí než u přeladitelných krystalových oscilátorů dosud známých. Déle je výhodou možnost generovat přímo z oscilátoru s běžnými křemennými krystaly řezu AT nebo BT některou lichou harmonickou frekvenci krystalu bez potíži až do frekvence 100 MHz, se zachováním ve-2 likoeti relativního přeladění řádu -10 na zvolené liché harmonické frekvenci. Další výhodou je to, že kapacita C zapojené v sérii s krystalem nemusí mít příliš vysoký činitel jakosti Q, takže může být realizována varikapem a přelaďování se může dít proměnným stejnosměrným napětím z jiného místa zařízení plynule nebo po Skocích odpovídajících prekvenčnímu odstupu kanálů ve vícekanálových zařízeních.

Na obrázku je naznačen příklad provedení zapojení podle vynálezu. Bipolármí tranzistor

T má z kolektoru do ealtoru zavedenu vazbu kapacitním děličem tvořeným kapacitami Cl,

C2 nebo jen kapacitou Cl. V bázi bipolárního tranzistoru T je zapojena sériová kombinace piezoelektrického krystalu K, indukčnosti Ll a Jnapacity 03. Kapacita C3 je proměnná (laditelná). V kolektoru bipolárního tranzistoru T je zapojen paralelní rezonanční obvod tvořený kapacitou C4 a indukčnosti L2, jehož rezonanční frekvence je nastavena buď na základní ftebo na požadovanou lichou harmonickou frekvenci krystalu. Stejnosměrný pracovní bod blpolárniho tranzistoru T je nastaven emitorovým odporem Kl a děličem v bázi tvořeným odpory S2 a 52· Napájecí napětí se přivádí na svorky S.

Funkce oscilátoru je tato: Bipolérní tranzistor T pracuje jako zesilovač se společnou bází a 8 kladnou zpětnou vazbou z kolektoru do emitoru pouze na té frekvenci, pro kterou ' je báze blokována kombinací prvků K, Ll, C3. která se chová jako sériový rezonanční obvod, nebo na některé liché harmonické této funkce. Tím se z něj stane oscilátor. Kdyby byla indukčnost Ll nulové a kapacita C3 nekonečné, oscilátor by kmital podle naladění rezonančního obvodu C4, L2 v kolektoru buí na sériové rezonanční frekvenci piezoelektrického krystalu K nebo na některé její liché harmonické. Je-li indukčnost Ll vhodně volena vzhledem k parametrům krystalu K, je možno plynulým zvětšováním kapacity C3 dosáhnout plynulého snižování frekvence oscilátoru oproti sériové rezonanční frekvenci krystalu K nebo její liché harmonické. Pro danou kombinaci hodnot obvodových prvků lze najít kritickou maximální hodnotu indukčnosti Ll. při které je relativní přeladění změnou kapacity C3 největSť.

Možnosti praktického využití zařízeni dle vynálezu jsou v řídicích oscilátorech vysokofrekvenčních vysílačů nebo transceiverů, v oscilátorech speciálních přijímačů a v obdobných zařízeních, kde je žádaná plynulá nebo skoková změna frekvence ve frekvenčním rozsahu do 1 % jmenovité frekvence při zachování vysoké frekvenční stability.

Claims (1)

1. Přeladitelný krystalový oscilátor s bipolárním tranzistorem, z jehož kolektoru je do jeho emitoru zavedena kladná zpětná vazba buí kapacitou nebo děličem tvořeným touto kapacitou a dále kapacitou mezi emltorem a nulovým potenciálem, vyznačený tím, že báze bipolárního tranzistoru (T) je blokována na nulový potenciál sériovým zapojením piezoelektrického krystalu (K), indukčnosti (Ll) a Japacity (C3) v libovolném pořadí, kde alespoň jeden z prvků (Ll,

   C3) sériově připojených k piezoelektrickému krystalu (K) je laditelný, a v kolektoru bipolárního tranzistoru (T) je zapojen paralelní rezonanční obvod tvořený kapacitou (C4) a indukčnoatí (Lí) naladěný na základní nebo některou lichou harmonickou frekvenci piezoelektrického krystalu (K).